CN110088317A

CN110088317A - 线管用轧制状态电焊钢管

Info

Publication number: CN110088317A
Application number: CN201780077913.5A
Authority: CN
Inventors: 田岛健三; 坂本真也; 石塚哲夫; 福士孝聪; 朝日均
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2019-08-02
Also published as: JPWO2018179169A1; JP6288390B1; EP3546610A1; WO2018179169A1; EP3546610B1; KR20190084092A; EP3546610A4

Abstract

一种线管用轧制状态电焊钢管，其中，母材部的化学组成以质量％计包含C：0.01～0.10％、Si：0.01～0.40％、Mn：0.50～2.00％、P：0～0.030％、S：0～0.0015％、Al：0.010～0.050％、N：0.0030～0.0080％、Nb：0.010～0.050％及Ti：0.005～0.020％，剩余部分由Fe及杂质构成，母材部的金属组织中多边形铁素体的面积率为80％～98％，剩余部分由贝氏体及珠光体中的至少一者构成，管轴方向的屈服强度为415～550MPa，管轴方向的抗拉强度为461～625MPa，母材部的内表层的最高维氏硬度为248HV以下，并且比母材部的外表层的最高维氏硬度小5HV以上。

Description

线管用轧制状态电焊钢管

技术领域

本申请涉及线管用轧制状态电焊钢管。

背景技术

近年来生产的原油或天然气包含湿润的硫化氢(H₂S)。包含硫化氢的环境被称为酸性环境。

输送所采掘的原油或天然气的管线被暴露于这样的酸性环境中。因此，对于用于制造管线的线管用钢管，要求对酸性环境的耐受性(耐酸性)。

例如，在日本特开2013-11005号公报(专利文献1)中，作为耐酸性优异的线管用厚壁高强度热轧钢板，公开了一种线管用厚壁高强度热轧钢板，其具有以下组成和包含以面积率计为95％以上的贝氏体相或贝氏体铁素体相的组织，所述组成以质量％计包含C：0.01～0.07％、Si：0.40％以下、Mn：0.5～1.4％、P：0.015％以下、S：0.003％以下、Al：0.1％以下、Nb：0.01～0.15％、V：0.1％以下、Ti：0.03％以下、N：0.008％以下，并且Nb、V、Ti满足Nb+V+Ti<0.15，进而按照Cm满足0.12以下的方式含有，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，板厚方向的最高硬度为220HV以下，屈服强度为450MPa以上。其中，Cm＝C+Si/30+(Mn+Cu)/30+Ni/60+Mo/7+V/10。

专利文献1：日本特开2013-11005号公报

发明内容

发明所要解决的课题

此外，在“耐酸性”的概念中包含下述耐受性：对主要在钢管的壁厚中央部产生的氢致开裂(Hydrogen Induced Cracking：以下，也称为“HIC”)的耐受性(以下，也称为“耐HIC性”)；和对主要以钢管的内周面作为起点而产生的硫化物应力腐蚀开裂(SulfideStress Cracking：以下，也称为“SSC”)的耐受性(以下，也称为“耐SSC性”)。

关于这一点，在专利文献1中，作为耐酸性，仅评价了耐HIC性，而没有评价耐SSC性。因此，专利文献1的线管用焊接钢管用的高强度热轧钢板有可能耐SSC性低。

另外，对于线管用电焊钢管，从输送效率提高及操作效率提高的观点出发，要求一定程度高的强度(例如，管轴方向的屈服强度为415MPa以上、管轴方向的抗拉强度为461MPa以上)。

其另一方面，从铺设使用线管用电焊钢管所形成的管线时的弯曲变形性及压曲抑制的观点出发，对于线管用电焊钢管，还要求强度不要过高(例如，管轴方向的屈服强度为550MPa以下、管轴方向的抗拉强度为625MPa以下)。

因此，本申请的目的是提供管轴方向的屈服强度为415～550MPa、管轴方向的抗拉强度为461～625MPa、耐SSC性优异的线管用轧制状态电焊钢管。

用于解决课题的手段

用于解决上述课题的手段中包含以下的方案。

<1>一种线管用轧制状态电焊钢管，其包含母材部及电阻焊接部，

上述母材部的化学组成以质量％计包含：

C：0.01～0.10％、

Si：0.01～0.40％、

Mn：0.50～2.00％、

P：0～0.030％、

S：0～0.0015％、

Al：0.010～0.050％、

N：0.0030～0.0080％、

Nb：0.010～0.050％、

Ti：0.005～0.020％、

Ni：0～0.20％、

Mo：0～0.20％、

Ca：0～0.0050％、

Cr：0～1.00％、

V：0～0.100％、

Cu：0～1.00％、

Mg：0～0.0050％、

REM：0～0.0100％、以及

剩余部分：由Fe及杂质构成，

在上述母材部的金属组织中，多边形铁素体的面积率为80％～98％，剩余部分由贝氏体及珠光体中的至少一者构成，

管轴方向的屈服强度为415～550MPa，管轴方向的抗拉强度为461～625MPa，

上述母材部的内表层的最高维氏硬度为248HV以下，并且比上述母材部的外表层的最高维氏硬度小5HV以上。

<2>根据<1>所述的线管用轧制状态电焊钢管，其中，上述母材部的化学组成以质量％计含有选自Ni：超过0％且为0.20％以下、Mo：超过0％且为0.20％以下、Ca：超过0％且为0.0050％以下、Cr：超过0％且为1.00％以下、V：超过0％且为0.10％以下、Cu：超过0％且为1.00％以下、Mg：超过0％且为0.0050％以下以及REM：超过0％且为0.0100％以下中的1种以上。

<3>根据<1>或<2>所述的线管用轧制状态电焊钢管，其中，上述母材部的化学组成以质量％计含有选自Ni：0.001～0.20％及Mo：0.1～0.20％中的1种以上。

<4>根据<1>～<3>中任一项所述的线管用轧制状态电焊钢管，其中，上述母材部的化学组成以质量％计含有Ca：0.0005～0.0050％。

<5>根据<1>～<4>中任一项所述的线管用轧制状态电焊钢管，其壁厚为10～25mm，外径为114.3mm～660.4mm。

发明效果

根据本申请，可提供管轴方向的屈服强度为415～550MPa、管轴方向的抗拉强度为461～625MPa、耐SSC性优异的线管用轧制状态电焊钢管。

附图说明

图1是表示本申请中的母材部的金属组织的一个例子的扫描型电子显微镜照片(倍率为500倍)。

图2是将图1的一部分放大的扫描型电子显微镜照片(倍率为2000倍)。

图3是在本申请中用于拉伸试验的拉伸试验片的概略正面图。

图4是表示用于制造本申请的电焊钢管的造管工序的一个例子的概略立体图。

具体实施方式

本说明书中，使用“～”所表示的数值范围是指包含“～”的前后所记载的数值而作为下限值及上限值的范围。

本说明书中，表示成分(元素)的含量的“％”是指“质量％”。

本说明书中，有时将母材部中的C(碳)的含量记载为“C含量”。有时对于母材部中的其它元素的含量也同样地进行记载。

本说明书中，“工序”这个用语不仅包含独立的工序，在无法与其它的工序进行明确区别的情况下，只要可达成该工序的所期望的目的，则也包含在本用语中。

本说明书中，有时将“线管用轧制状态电焊钢管”简称为“电焊钢管”或“轧制状态电焊钢管”。

本说明书中，轧制状态电焊钢管(As-rolled electric resistance weldedsteel pipe)是指在造管后没有实施焊缝热处理以外的热处理的电焊钢管。

本说明书中，所谓“造管”是指下述过程：通过将热轧钢板进行辊轧成形而制成开口管，并将所得到的开口管的对接部进行电阻焊接而形成电阻焊接部为止。

本说明书中，所谓“辊轧成形”是指将热轧钢板进行弯曲加工而成形为开口管状。

本申请的电焊钢管(即，线管用轧制状态电焊钢管)包含母材部及电阻焊接部，母材部的化学组成以质量％计包含C：0.01～0.10％、Si：0.01～0.40％、Mn：0.50～2.00％、P：0～0.030％、S：0～0.0015％、Al：0.010～0.050％、N：0.0030～0.0080％、Nb：0.010～0.050％、Ti：0.005～0.020％、Ni：0～0.20％、Mo：0～0.20％、Ca：0～0.0050％、Cr：0～1.00％、V：0～0.100％、Cu：0～1.00％、Mg：0～0.0050％、REM：0～0.0100％以及剩余部分由Fe及杂质构成，在母材部的金属组织中，多边形铁素体的面积率为80％～98％，剩余部分由贝氏体及珠光体中的至少一者构成，管轴方向的屈服强度(以下，也称为“YS”)为415～550MPa，管轴方向的抗拉强度(以下，也称为“TS”)为461～625MPa，母材部的内表层的最高维氏硬度为248HV以下，并且比母材部的外表层的最高维氏硬度小5HV以上。

在本申请的电焊钢管中，所谓母材部(base metal portion)是指电焊钢管中的除了电阻焊接部及热影响部以外的部分。

其中，所谓热影响部(heat affected zone；以下也称为“HAZ”)是指受到由电阻焊接所产生的热的影响(其中，在电阻焊接后进行焊缝热处理的情况下，则是由电阻焊接及焊缝热处理所产生的热的影响)的部分。

在本申请的电焊钢管中，所谓母材部的内表层的最高维氏硬度是指如以下那样操作而测定的值。

首先，作为维氏硬度的测定点，在电焊钢管的C截面(即，相对于管轴方向垂直的截面)中，选定排列在距离电焊钢管的内周面的深度为0.1mm的圆周上、且以母材的180°位置(即，从电阻焊接部开始沿管周方向偏离180°的位置)作为中心的间距1mm的9个点。从电焊钢管中采集出包含上述所选定的9个点的测定点的试验片。在试验片的9个点的测定点处，分别依据JIS Z2244(2009)，在试验力为100gf(＝0.98N)的条件下，将试验方向设定为管轴方向，测定维氏硬度。将所得到的9个测定结果中的最大值设定为母材部的内表层的最高维氏硬度。

即，如果概略而言则母材部的内表层的最高维氏硬度是母材部的内周面附近的最高维氏硬度。

在本申请的电焊钢管中，所谓母材部的外表层的最高维氏硬度是指除了将“内周面”替换成“外周面”以外与上述母材部的内表面的最高维氏硬度同样地测定的值。

即，如果概略而言则母材部的外表层的最高维氏硬度是母材部的外周面附近的最高维氏硬度。

本申请的电焊钢管具备一定程度的强度(即，上述的范围的YS及TS)，并且，耐SSC性优异。

相对于本申请的电焊钢管，就以往的线管用电焊钢管(例如，上述的专利文献1中记载的线管用电焊钢管)而言，虽然考虑了作为耐酸性的耐HIC性，但没有考虑作为耐酸性的耐SSC性。

但是，就HIC(氢致开裂)和SSC(硫化物应力腐蚀开裂)而言，产生开裂的部位不同。具体而言，HIC主要是在电焊钢管的壁厚中央部中产生，与此相对，SSC主要是以电焊钢管的内周面作为起点而产生。更详细而言，SSC是在含有湿润的硫化氢的流体(具体而言，原油或天然气；以下，也称为“酸性流体”)与线管用电焊钢管的内周面接触的状态下以内周面作为起点而产生的。

因此，即使是耐HIC性优异的电焊钢管，对于耐SSC性而言也有可能差。

就本申请的电焊钢管而言，母材部的内表层的最高维氏硬度处于248HV以下，并且，母材部的内表层的最高维氏硬度会比母材部的外表层的最高维氏硬度小5HV以上。由此，在酸性流体与电焊钢管的内周面接触的状态下，以内周面作为起点的开裂即SSC得以抑制(即，耐SSC性提高)。

另外，SSC存在随着电焊钢管的强度变高而变得容易产生的倾向。

关于这一点，就本申请的电焊钢管而言，YS被抑制为550MPa以下，TS被抑制为625MPa以下。由此，耐SSC性提高。

另一方面，就本申请的电焊钢管而言，通过母材部的内表层的最高维氏硬度比母材部的外表层的最高维氏硬度小5HV以上，从而可相对地在一定程度上确保母材部的外表层的最高维氏硬度。

由此，作为电焊钢管整体，可确保一定程度高的强度(具体而言，YS为415MPa以上，并且TS为461MPa以上)。

相对于本申请的电焊钢管，就以往的电焊钢管而言，由于以下的情况，母材部的内表层的最高维氏硬度与母材部的外表层的最高维氏硬度几乎是同等的，不满足“母材部的内表层的最高维氏硬度比母材部的外表层的最高维氏硬度小5HV以上”这个条件。

即，电焊钢管是通过下述方式制造的：以由热轧钢板制成的热卷材作为原料，将从热卷材中被放卷出的热轧钢板进行造管(即，辊轧成形及电阻焊接)。从热卷材中被放卷出的热轧钢板的2个表面中的一个(以下，也称为“第1表面”)成为电焊钢管的外表面，上述2个表面中的另一个(以下，也称为“第2表面”)成为电焊钢管的内表面。这里，热卷材的制造工艺依次包含热轧、冷却及卷取的各阶段。以往，从抑制冷却后的热轧钢板的翘曲的观点或生产率的观点出发，该冷却是通过对利用热轧而得到的热轧钢板的2个表面以几乎同等的冷却速度进行水冷来进行。在所述情况下，在以往的电焊钢管中，母材部的内表层的最高维氏硬度与母材部的外表层的最高维氏硬度几乎变得同等(即，不满足“母材部的内表层的最高维氏硬度比母材部的外表层的最高维氏硬度小5HV以上”这个条件)。

对于上述以往的电焊钢管，本发明的发明者们在对利用热轧而得到的热轧钢板的2个表面进行冷却时，通过对针对2个表面的冷却速度设置差异(具体而言，使与内周面对应的第2表面的冷却速度比与外周面对应的第1表面的冷却速度慢)，由此成功地使母材部的内表层的最高维氏硬度比母材部的外表层的最高维氏硬度小5HV以上。进而，本发明的发明者们发现：被冷却的热轧钢板由于之后被卷取，因此对于冷却后的热轧钢板的翘曲，实际上不怎么成问题。

基于本发明的发明者们的以上的见解，完成了本申请的电焊钢管。

需要说明的是，对于耐SSC性，不仅母材部的内表层的最高维氏硬度有助于耐SSC性，而且母材部的化学组成、母材部的金属组织及作为轧制状态电焊钢管也有助于耐SSC性。

另外，母材部的化学组成、母材部的金属组织及作为轧制状态电焊钢管还有助于达成上述范围的YS及上述范围的TS。

以下，对母材部的化学组成及母材部的金属组织进行说明。

〔母材部的化学组成〕

以下，对母材部的化学组成进行说明。

C：0.01～0.10％

C会提高钢的强度。如果C含量过低，则得不到该效果。因此，C含量为0.01％以上。C含量优选为0.03％以上，更优选为0.04％以上。

另一方面，如果C含量过高，则会产生碳化物，钢的韧性及延展性下降。因此，C含量为0.10％以下。C含量优选为0.09％、进一步优选为0.08％以下。

Si：0.01～0.40％

Si会对钢进行脱氧。如果Si含量过低，则得不到该效果。因此，Si含量为0.01％以上。Si含量优选为0.02％以上，进一步优选为0.10％以上。

另一方面，如果Si含量过高，则钢的韧性下降。因此，Si含量为0.40％以下。Si含量优选为0.38％以下，更优选为0.35％以下。

Mn：0.50～2.00％

Mn会提高钢的淬透性、提高钢的强度。如果Mn含量过低，则得不到该效果。因此，Mn含量为0.50％以上。Mn含量优选为0.60％以上，更优选为0.80％以上。

另一方面，如果Mn含量过高，则钢的韧性及耐SSC性下降。因此，Mn含量为2.00％以下。Mn含量优选为1.80％以下，更优选为1.50％以下。

P：0～0.030％

P为杂质。P在晶界上偏析而使晶界脆化。因此，P会降低钢的韧性及耐SSC性。因此，P含量优选较少。具体而言，P含量为0.030％以下。P含量优选为0.021％以下，更优选为0.015％以下，进一步优选为0.010％以下。

另一方面，P含量也可以为0％。从降低脱磷成本的观点出发，P含量可以超过0％，也可以为0.001％以上。

S：0～0.0015％

S为杂质。S与Mn结合而形成Mn系硫化物。Mn系硫化物容易溶解。因此，钢的韧性及耐SSC性下降。因此，S含量优选尽可能低。具体而言，S含量为0.0015％以下。S含量优选为0.0010％以下，更优选为0.0008％以下。

另一方面，S含量也可以为0％。从降低脱硫成本的观点出发，S含量可以超过0％，也可以为0.0001％以上，还可以为0.0003％以上。

Al：0.010～0.050％

Al会对钢进行脱氧。如果Al含量过低，则得不到该效果。因此，Al含量为0.010％以上。Al含量优选为0.012％以上，更优选为0.013％以上。

另一方面，如果Al含量过高，则Al氮化物粗大化，钢的韧性下降。因此，Al含量为0.050％以下。Al含量优选为0.040％以下，更优选为0.035％以下，进一步优选为0.030％以下。

需要说明的是，本说明书中的Al含量是指钢中的全部Al的含量。

N：0.0030～0.0080％

N通过固溶强化来提高钢的强度。如果N含量过低，则得不到该效果。因此，N含量为0.0030％以上。

另一方面，如果N含量过高，则会使碳氮化物粗大化，耐SSC性下降。因此，N含量为0.0080％以下。N含量优选为0.0070％以下，更优选为0.0060％以下，进一步优选为0.0040％以下。

Nb：0.010～0.050％

Nb会与钢中的C、N结合而形成微细的Nb碳氮化物。微细的Nb碳氮化物通过分散强化而提高钢的强度。如果Nb含量过低，则得不到该效果。因此，Nb含量为0.010％以上。Nb含量优选为0.020％以上，更优选为0.030％以上。

另一方面，如果Nb含量过高，则Nb碳氮化物粗大化，钢的耐SSC性下降。进而，如果Nb含量过高，则电阻焊接部的韧性下降。因此，Nb含量为0.050％以下。Nb含量优选为0.045％以下，更优选为0.040％以下。

Ti：0.005～0.020％

Ti会与钢中的N结合而形成Ti氮化物和/或Ti碳氮化物。Ti氮化物和/或Ti碳氮化物会使钢的晶粒微细化。如果Ti含量过低，则得不到该效果。因此，Ti含量为0.005％以上。Ti含量优选为0.007％以上，更优选为0.010％以上。

另一方面，如果Ti含量过高，则会形成粗大的Ti氮化物和/或Ti碳氮化物。因此，钢的耐SSC性下降。因此，Ti含量为0.020％以下。Ti含量优选为0.018％以下，更优选为0.016％以下。

Ni：0～0.20％

Ni为任选元素，也可以不含有。即，Ni含量也可以为0％。

在含有Ni的情况下，Ni会通过固溶强化而提高钢的强度。Ni会进一步提高钢的韧性。从这些效果的观点出发，Ni含量优选为超过0％，更优选为0.001％以上，更优选为0.005％以上，进一步优选为0.01％以上，进一步优选为0.05％以上。

另一方面，如果Ni含量过高，则钢的焊接性下降。因此，Ni含量为0.20％以下。Ni含量优选为0.18％以下，进一步优选为0.15％以下。

Mo：0～0.20％

Mo为任选元素，也可以不含有。即，Mo含量也可以为0％。

在含有Mo的情况下，Mo会提高钢的淬透性、提高钢的强度。此外，由于不易产生Mo的显微偏析，因此可抑制因中心偏析而引起的HIC的产生。从这些效果的观点出发，Mo含量优选为超过0％，更优选为0.10％以上，进一步优选为0.12％以上。

另一方面，由于Mo价格昂贵，因此如果过量含有Mo，则制造成本增大。因此，Mo含量为0.20％以下。Mo含量优选为0.18％以下，更优选为0.15％以下。

Ca：0％～0.0050％

Ca为任选元素，也可以不含有。即，Ca含量也可以为0％。

在含有Ca的情况下，Ca将成为SSC的产生起点的MnS的形态制成球状，抑制SSC的产生。Ca还会形成CaS，抑制MnS的生成。从这些效果的观点出发，Ca含量优选为超过0％，更优选为0.0005％以上，进一步优选为0.0010％以上，进一步优选为0.0020％以上。

另一方面，如果Ca含量过高，则其效果饱和，制造成本增加。因此，Ca含量为0.0050％以下。Ca含量优选为0.0045％以下。

Cr：0～1.00％

Cr为任选元素，也可以不含有。即，Cr含量也可以为0％。

在含有Cr的情况下，Cr有助于淬透性的提高。从这样的效果的观点出发，Cr含量优选为超过0％，更优选为0.01％以上。

另一方面，如果Cr含量过高，则有可能因在电阻焊接部生成的Cr系夹杂物而导致电阻焊接部的韧性劣化。因此，Cr含量为1.00％以下。Cr含量优选为0.50％以下，更优选为0.30％以下，进一步优选为0.20％以下。

V：0～0.100％

V为任选元素，也可以不含有。即，V含量也可以为0％。

在含有V的情况下，V有助于韧性的提高。从这样的效果的观点出发，V含量优选为超过0％，更优选为0.001％以上，进一步优选为0.005％以上。

另一方面，如果V含量过高，则有可能因V碳氮化物而导致韧性劣化。因此，V含量为0.100％以下。V含量优选为0.070％以下，更优选为0.050％以下，进一步优选为0.030％以下。

Cu：0～1.00％

Cu为任选元素，也可以不含有。即，Cu含量也可以为0％。

在含有Cu的情况下，Cu有助于母材部的强度提高。从这样的效果的观点出发，Cu含量优选为超过0％，更优选为0.01％以上，进一步优选为0.05％以上。

另一方面，如果Cu含量过高，则有可能生成微细的Cu粒子而使韧性显著劣化。因此，Cu含量为1.00％以下。Cu含量优选为0.70％以下，更优选为0.50％以下，进一步优选为0.30％以下。

Mg：0～0.0050％

Mg为任选元素，也可以不含有。即，Mg含量也可以为0％。

在含有Mg的情况下，Mg作为脱氧剂及脱硫剂发挥功能。另外，产生微细的氧化物，还有助于HAZ的韧性的提高。从这些效果的观点出发，Mg含量优选为超过0％，更优选为0.0001％以上，进一步优选为0.0010％以上。

另一方面，如果Mg含量过高，则氧化物变得容易凝聚或粗大化，其结果是，有可能引起耐HIC性的下降或者母材部或HAZ的韧性的下降。因此，Mg含量为0.0050％以下。Mg含量优选为0.0030％以下。

REM：0～0.0100％

REM为任选元素，也可以不含有。即，REM量也可以为0％。

这里，“REM”是指稀土类元素即选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu中的至少1种元素。

在含有REM的情况下，REM作为脱氧剂及脱硫剂发挥功能。从这样的效果的观点出发，REM含量优选为超过0％，更优选为0.0001％以上，进一步优选为0.0010％以上。

另一方面，如果REM过高，则会产生粗大的氧化物，其结果是，有可能导致耐HIC性的下降或者母材部或HAZ的韧性的下降。因此，REM含量为0.0100％以下。REM含量优选为0.0070％以下，更优选为0.0050％以下。

母材部的化学组成也可以含有选自Ni：超过0％且为0.20％以下、Mo：超过0％且为0.20％以下、Ca：超过0％且为0.0050％以下、Cr：超过0％且为1.00％以下、V：超过0％且为0.100％以下、Cu：超过0％且为1.00％以下、Mg：超过0％且为0.0050％以下及REM：超过0％且为0.0100％以下中的1种以上。

对于各任选元素的更优选的量，分别如上所述。

剩余部分：Fe及杂质

在母材部的化学组成中，除了上述的各元素以外的剩余部分为Fe及杂质。

这里，所谓杂质是指在原材料(例如，矿石、废料等)中所含的成分或者是在制造的工序中混入的成分，而不是有意地使钢中含有的成分。

作为杂质，可列举出除了上述的元素以外的所有元素。作为杂质的元素可以仅为1种，也可以为2种以上。

作为杂质，例如可列举出O、B、Sb、Sn、W、Co、As、Pb、Bi、H。

在上述的元素当中，优选O按照含量达到0.006％以下的方式进行控制。

另外，对于其他的元素，通常可以分别如下混入：对于Sb、Sn、W、Co及As而言为0.1％以下含量的混入、对于Pb及Bi而言为0.005％以下含量的混入、对于B而言为0.0003％以下含量的混入、对于H而言为0.0004％以下含量的混入，对于其他的元素的含量，只要是通常的范围，则不需要特别进行控制。

〔母材部的金属组织〕

本申请的电焊钢管在母材部的金属组织中，多边形铁素体的面积率(以下，也称为“铁素体分率”)为80～98％，剩余部分由贝氏体及珠光体中的至少一者构成。

通过铁素体分率为80％以上，能够达成YS为550MPa以下及TS为625MPa以下。铁素体分率优选为81％以上，更优选为82％以上。

另一方面，通过铁素体分率为98％以下，能够达成YS为415MPa以上及TS为461MPa以上。铁素体分率优选为97％以下，更优选为95％以下。

母材部的金属组织中的剩余部分由贝氏体及珠光体中的至少一者构成。由此，例如与剩余部分包含马氏体的情况相比，耐SSC性提高。

本说明书中的“贝氏体”的概念中包含贝氏体铁素体、上贝氏体及下贝氏体。

本说明书中的“珠光体”的概念中包含伪珠光体。

对于上述的母材部的金属组织，本申请的电焊钢管为轧制状态电焊钢管(即，在造管后没有实施焊缝热处理以外的热处理)与其是有关的。

就与本申请的电焊钢管(轧制状态电焊钢管)不同、在造管后实施除了焊缝热处理以外的热处理而形成的电焊钢管而言，作为母材部的金属组织，有可能形成马氏体。该情况下的电焊钢管的耐SSC性差。

母材部的金属组织中的铁素体分率的测定及剩余部分的确定如以下那样进行。

通过对母材的180°位置的L截面中的壁厚中央部的金属组织进行硝酸乙醇蚀刻、使用扫描型电子显微镜(SEM)以500倍的倍率观察硝酸乙醇蚀刻后的金属组织的照片(以下，也称为“金属组织照片”)来进行。其中，金属组织照片以500倍的视场拍摄10个视场量(以截面的实际面积计为0.48mm²量)。通过对拍摄的金属组织照片进行图像处理来进行铁素体分率的测定及剩余部分的确定。图像处理例如使用Nireco Corporation制的小型通用图像解析装置LUZEX AP来进行。

图1是表示本申请中的母材部的金属组织的一个例子的扫描型电子显微镜照片(SEM照片；倍率为500倍)，图2是将图1中的一部分区域放大的SEM照片(倍率为2000倍)。

图1的SEM照片(500倍)是在后述的试验编号22中用于铁素体分率的测定及剩余部分的确定的SEM照片中的一张(1个视场)。

如图1及图2中所示的那样，该一个例子的金属组织是以多边形铁素体作为主体、剩余部分为珠光体的金属组织。

更详细而言，由于在多边形铁素体的晶界上没有析出渗碳体以及剩余部分中的珠光体内的层状渗碳体没有被截断，因此可知是在造管后没有实施热处理的金属组织(即，轧制状态电焊钢管的金属组织)。

需要说明的是，是否为轧制状态电焊钢管还能够通过在进行了管轴方向拉伸试验的情况下没有观测到屈服伸长率来确认。

轧制状态电焊钢管在进行了管轴方向拉伸试验的情况下不会观测到屈服伸长率。

与此相对，在造管后实施了热处理的电焊钢管在进行了管轴方向拉伸试验的情况下可观测到屈服伸长率。

〔母材部的内表层的最高维氏硬度、母材部的外表层的最高维氏硬度〕

在本申请的电焊钢管中，母材部的内表层的最高维氏硬度为248HV以下，并且，母材部的内表层的维氏硬度比母材部的外表层的最高维氏硬度小5HV以上。

母材部的内表层的最高维氏硬度及母材部的外表层的最高维氏硬度分别如上所述。

以下，将母材部的外表层的最高维氏硬度减去母材部的内表层的维氏硬度而得到的差(即，母材部的外表层的最高维氏硬度-母材部的内表层的维氏硬度)也称为“外内硬度差”。

例如，以下，将“母材部的内表层的维氏硬度比母材部的外表层的最高维氏硬度小5HV以上”也称为“外内硬度差为5HV以上”。

如果母材部的内表层的最高维氏硬度超过248HV，则钢的韧性下降，电焊钢管的耐SSC性下降。因此，内表层的最高维氏硬度为248HV以下。内表层的最高维氏硬度优选为245HV以下，更优选为220HV以下。

内表层的最高维氏硬度的下限没有特别限定。从进一步提高电焊钢管的强度(即，YS及TS)的观点出发，内表层的最高维氏硬度优选为175HV以上，更优选为180HV以上，进一步优选为185HV以上。

另外，虽然也取决于母材部的内表层的最高维氏硬度的值，但如果外内硬度差低于5HV，则会产生耐SSC性的劣化、YS的不足及TS的不足中的至少1者。因此，外内硬度差为5HV以上，优选为6HV以上。

外内硬度差的上限没有特别限制。从电焊钢管的制造适应性的观点出发，外内硬度差优选为20HV以下，更优选为15HV以下，进一步优选为10HV以下。

母材部的外表层的最高维氏硬度只要满足上述母材部的内表层的最高维氏硬度及外内硬度差即可，对于其它没有特别限制。

母材部的外表层的最高维氏硬度优选为180MPa～250MPa，更优选为210MPa～230MPa。

如上所述，在本申请的电焊钢管中，母材部的内表层的维氏硬度比母材部的外表层的最高维氏硬度小5HV以上。

在本申请的电焊钢管中，不仅在母材部，而且在电阻焊接部也可以是内表层的最高维氏硬度变得比外表层的最高维氏硬度低5HV以上。

例如，在通过后述的制法A来制造电焊钢管的情况下，在电阻焊接部，也有可能内表层的最高维氏硬度变得比外表层的最高维氏硬度低5HV以上。

〔管轴方向的屈服强度(YS)〕

本申请的电焊钢管的管轴方向的屈服强度(YS)为415～550MPa。

通过YS为415MPa以上，可确保作为线管用电焊钢管的强度。YS优选为430MPa以上。

另一方面，通过YS为550MPa以下(即，YS没有过高)，从而在下述方面上是有利的：耐SSC性提高；或铺设使用线管用电焊钢管所形成的管线时的弯曲变形性或压曲抑制。YS优选为530MPa以下。

〔管轴方向的抗拉强度(TS)〕

本申请的电焊钢管的管轴方向的抗拉强度(TS)为461～625MPa。

通过TS为461MPa以上，可确保作为线管用电焊钢管的强度。TS优选为500MPa以上，更优选为510MPa以上。

另一方面，通过TS为625MPa以下(即，TS没有过高)，从而在下述方面上是有利的：耐SSC性提高；或铺设使用线管用电焊钢管所形成的管线时的弯曲变形性或压曲抑制。TS优选为620MPa以下。

YS及TS通过以下的方法来测定。

从电焊钢管的母材的90°位置采集出全厚的拉伸试验片。详细而言，拉伸试验片按照下述方式进行采集：该拉伸试验片的长度方向相对于电焊钢管的管轴方向变得平行，并且拉伸试验片的横截面(即，相对于拉伸试验片的宽度方向及厚度方向平行的截面)的形状成为圆弧状。

图3是用于拉伸试验的拉伸试验片的概略正面图。

图3中的数值的单位为mm。

如图3中所示的那样，拉伸试验片的平行部的长度设定为50.8mm，平行部的宽度设定为38.1mm。

使用该拉伸试验片，依据API标准的5CT的规定，在常温下实施拉伸试验。基于试验结果，求出YS及TS。

〔管轴方向的屈服比(YR)〕

本申请的电焊钢管的管轴方向的屈服比(YR＝(YS/TS)×100)优选为95％以下。

如果YR为95％以下，则在铺设使用线管用电焊钢管所形成的管线时的压曲抑制这一点上是有利的。

〔电焊钢管的壁厚〕

本申请的电焊钢管的壁厚优选为10～25mm。

壁厚更优选为12mm以上。

如果壁厚为25mm以下，则在电焊钢管的制造适应性(详细而言，将热轧钢板成形为管状时的成形性)这一点上是有利的。壁厚更优选为20mm以下。

〔电焊钢管的外径〕

本申请的电焊钢管的外径优选为114.3～660.4mm(即，4.5～26英寸)。

外径优选为152.4mm(即，6英寸)以上，更优选为254mm(即，10英寸)以上。

外径优选为609.6mm(即，24英寸)以下，更优选为508mm(即，20英寸)以下。

〔制法的一个例子〕

作为制造本申请的电焊钢管的方法的一个例子，可列举出以下的制法A。

制法A包含下述工序：

准备工序，其准备具有上述的化学组成的板坯；

热轧工序，其将所准备的板坯进行加热，并对加热了的板坯进行热轧，从而得到热轧钢板；

冷却工序，其将热轧钢板的第1表面以冷却速度V1进行冷却，并且将热轧钢板的与第1表面相反侧的第2表面以比冷却速度V1慢的冷却速度V2进行冷却；

卷取工序，其通过将冷却了的热轧钢板卷取，从而得到由热轧钢板形成的热卷材；和

造管工序，其从热卷材中放卷出热轧钢板，通过将放卷的热轧钢板沿第1表面成为外周面、并且第2表面成为内表面的方向进行辊轧成形，从而制成开口管，通过对所得到的开口管的对接部进行电阻焊接而形成电阻焊接部，从而得到电焊钢管。

根据该制法A，容易制造第2表面的硬度比第1表面的硬度低的热轧钢板，因此容易制造内周面的硬度比外周面的硬度低的电焊钢管，其结果是，容易制造外内硬度差为5HV以上的本申请的电焊钢管。

(准备工序)

在制法A中，准备板坯的工序是准备具有上述的化学组成的板坯的工序。

准备板坯的工序可以是制造板坯的工序，也可以是仅准备预先制造好的板坯的工序。

在制造板坯的情况下，例如，制造具有上述的化学组成的钢液，使用所制造的钢液，制造板坯。此时，可以通过连续铸造法来制造板坯，也可以使用钢液来制造钢锭，并对钢锭进行开坯轧制来制造板坯。

(热轧工序)

在制法A中，热轧工序是下述工序：对上述所准备的板坯进行加热，并对加热了的板坯进行热轧而得到热轧钢板。

对板坯进行加热时的加热温度优选为1100～1250℃。

如果加热温度为1100℃以上，则更容易进行热轧中的晶粒的微细化及热轧后的析出强化，其结果是，更容易提高钢的强度。

如果加热温度为1250℃以下，则能够进一步抑制奥氏体晶粒的粗大化，因此容易使晶粒微细化，其结果是，更容易提高钢的强度。

板坯的加热例如利用加热炉来进行。

在热轧工序中，对上述加热了的板坯进行热轧而得到热轧钢板。

热轧优选在精轧结束温度(以下，也称为“精轧温度”)为780～830℃的条件下进行。

热轧一般使用粗轧机及精轧机来进行。粗轧机及精轧机一般都具备排成一列的多个轧机机架(rolling stand)，且各轧机机架具备辊对。该情况下，精轧温度(即，精轧结束温度)是精轧机的最终机架的出侧处的热轧钢板的表面温度。

如果精轧温度为780℃以上，则能够降低钢板的轧制阻力，因此生产率提高。

另外，如果精轧温度为780℃以上，则可抑制在铁素体及奥氏体的双相区域时被轧制的现象，能够抑制伴随该现象的层状组织的形成及机械性质的下降。

另一方面，如果精轧温度为830℃以下，则可抑制钢变得过硬的现象，因此可抑制所得到的电焊钢管的YS和/或TS变得过高的现象。

在热轧中，优选奥氏体未再结晶温度区域中的压下率为70～80％。这种情况下，未再结晶组织被微细化。

(冷却工序)

冷却工序是下述工序：将热轧钢板的第1表面以冷却速度V1进行冷却，并且将热轧钢板的与第1表面相反侧的第2表面以比冷却速度V1慢的冷却速度V2进行冷却。

在冷却工序中，可以将第1表面设定为上表面(相对于重力方向相反侧的面，以下相同)并且将第2表面设定为下表面(重力方向的面，以下相同)，也可以将第1表面设定为下表面并且将第2表面设定为上表面。

第1表面的冷却及第2表面的冷却优选都包含水冷。

该情况下，可以在刚热轧后对热轧钢板进行水冷，也可以将刚热轧后的热轧钢板暂时进行空气冷却后进行水冷。

冷却速度V1及冷却速度V2优选满足以下的式(1)。由此，更容易制造第2表面的硬度比第1表面的硬度低的热轧钢板，其结果是，更容易制造外内硬度差为5HV以上的本申请的电焊钢管。

V2≤V1-4.09 式(1)

〔式(1)中，V1表示冷却速度V1(℃/秒)，V2表示冷却速度V2(℃/秒)〕

冷却速度V1优选为5～25℃/秒。

冷却速度V2没有特别限定。从进一步提高电焊钢管的强度(YS及TS)的观点出发，冷却速度V2优选为0.5℃/秒以上，更优选为0.8℃/秒以上。

冷却速度V1及冷却速度V2例如可以通过调整用于进行水冷的水冷装置中的水流密度来调整。例如，在使第2表面侧的水流密度比第1表面侧的水流密度小(即，设定为V2<V1)的前提下，按照满足上述式(1)的方式分别独立地调整第2表面侧的水流密度及第1表面侧的水流密度。

(卷取工序)

卷取工序是下述工序：通过将在冷却工序中被冷却了的热轧钢板进行卷取，从而得到由热轧钢板形成的热卷材。

卷取开始时的热轧钢板的表面温度(以下，也称为“卷取温度”)优选为620℃以下，更优选为600℃以下。

如果卷取温度为620℃以下，则能够进一步抑制晶粒的粗大化，因此能够进一步提高钢的强度。

卷取温度的下限没有特别限定。

从生产率的观点出发，卷取温度优选为500℃以上，更优选为530℃以上。

(造管工序)

造管工序是下述工序：从热卷材中放卷出热轧钢板，通过将所放卷出的热轧钢板沿第1表面成为外周面、并且第2表面成为内表面的方向进行辊轧成形而制成开口管，通过将所得到的开口管的对接部进行电阻焊接而形成电阻焊接部，从而得到电焊钢管。

造管工序除了沿第1表面成为外周面、并且第2表面成为内表面的方向进行辊轧成形以外，可以按照公知的方法来进行。

图4是表示造管工序的一个例子的概略立体图。

如图4中所示的那样，将从热卷材放卷出的热轧钢板沿第1表面成为外周面1、第2表面成为内周面2的方向使用成型辊(未图示出)进行辊轧成形而制成开口管。通过对该开口管的对接部3使用导电模60和焊接辊70进行电阻焊接，从而得到电焊钢管200。

制法A根据需要也可以包含其他的工序。

作为其他的工序，可列举出下述工序等：在造管工序后，对电焊钢管的电阻焊接部进行焊缝热处理的工序；在造管工序后，利用定径辊(sizing roll)来调整电焊钢管的形状的工序。

实施例

以下，示出本申请的实施例，但本申请并不限于以下的实施例。

〔试验编号1～26〕

按照上述的制法A，制造了各试验编号的电焊钢管。

以下示出详细情况。

<板坯及热卷材的制造>

将具有表1中所示的钢A～钢O的化学组成的钢液进行连续铸造而制造了板坯。钢L中的REM具体为Ce。

将上述板坯用加热炉进行加热，将加热了的板坯使用多个热轧机进行热轧而制成热轧钢板，将所得到的热轧钢板进行空气冷却，接着进行水冷，将水冷后的热轧钢板进行卷取，从而得到了由热轧钢板形成的热卷材。

其中，对板坯进行加热时的加热温度、热轧中的精轧温度、对热轧钢板进行水冷时的冷却速度(V1及V2)及将水冷后的热轧钢板卷取时的卷取温度分别如表2中所示的那样。

其中，在热轧钢板的水冷中，将热轧钢板的上表面设定为第1表面，将该第1表面的冷却速度设定为V1，将热轧钢板的下表面设定为第2表面，将该第2表面的冷却速度设定为V2。

热轧钢板的水冷是通过对热轧钢板的上表面(即，第1表面)及下表面(即，第2表面)分别吹附水冷喷淋来进行。此时，通过分别调整针对上表面的水冷喷淋的水流密度及针对下表面的水冷喷淋的水流密度，从而按照V1及V2成为表2中所示的值的方式进行了调整。

需要说明的是，以往的标准的水冷的条件为试验编号12(比较例)的条件。

<电焊钢管的制造>

从上述热卷材中放卷出热轧钢板，通过对放卷后的热轧钢板沿第1表面成为外周面、并且第2表面成为管的内周面的方向进行辊轧成形而制成开口管，对所得到的开口管的对接部进行电阻焊接而形成电阻焊接部从而得到了电焊钢管(以下，也称为“形状调整前的电焊钢管”)。接着，通过对形状调整前的电焊钢管的电阻焊接部进行焊缝热处理、接着利用定径辊来调整形状，从而得到了外径为406.4mm、壁厚为15.9mm的电焊钢管(即，轧制状态电焊钢管)。

仅在试验编号16(比较例)中，对于焊缝热处理后的电焊钢管(即，轧制状态电焊钢管)，进一步实施30分钟的加热温度为760℃的热处理，之后，进行水冷。

需要说明的是，以上的制造工序不会对钢的化学组成造成影响。因此，所得到的电焊钢管的母材部的化学组成可视为与作为原料的钢液的化学组成相同。

<测定及评价>

对各试验编号中的利用定径辊调整形状后的电焊钢管进行了以下的测定及评价。

将结果示于表2中。

(铁素体分率的测定及剩余部分的种类的确认)

通过上述的方法，测定铁素体分率(以下，也称为“F分率”)，确认了剩余部分的种类。

表2中，“B”是指贝氏体，“P”是指珠光体，“M”是指马氏体。

(最高维氏硬度)

基于上述的测定方法，分别测定了母材部的内表层的最高维氏硬度(HV)及母材部的外表层的最高维氏硬度(HV)。

基于测定结果，通过下述式子，算出了外内硬度差。

外内硬度差(HV)＝母材部的外表层的最高维氏硬度(HV)-母材部的内表层的最高维氏硬度(HV)

(YS、TS)

基于上述的测定方法，分别测定了电焊钢管的管轴方向的YS(MPa)及TS(MPa)。

需要说明的是，在YS及TS的测定中的管轴方向的拉伸试验中，就试验编号16(比较例)而言，观测到了屈服伸长率，就其他的试验编号而言，都没有观测到屈服伸长率。

(耐SSC性评价)

从电焊钢管的母材的180°位置采集出120mm(管周方向)×25mm(管轴方向)的尺寸的全厚的试验片。

对于所采集的试验片，按照EFC(European Federation of CorrosionPublications)No.16Method B(4点弯曲试验)，在负载了相当于YS的90％的载荷的状态下，将该试验片在以下的试验浴中浸渍了720小时。作为试验浴，使用了在包含5质量％的氯化钠及0.4质量％的醋酸钠的水溶液中使硫化氢气体饱和而得到的液体。浸渍时的试验浴的温度设定为常温(23℃)。

从浸渍开始起经过720小时后，确认了试验片是否断裂。确认的结果是：将在试验片中没有观察到断裂的情况判断为“A”(即，该钢的耐SSC性高)，将在试验片中观察到断裂的情况判断为“B”(即，该钢的耐SSC性低)。

[表1]

[表2]

如表1及表2中所示的那样，满足本申请中的母材部的化学组成及金属组织、满足本申请中的YS(即，415～550MPa)及TS(即，461～625MPa)、母材部的内表层的最高维氏硬度为248HV以下、外内硬度差为5HV以上的各实施例的电焊钢管的耐SSC性优异。

与此相对，就试验编号12(比较例)而言，耐SSC性劣化。其理由据认为是因为：内表层的最高维氏硬度超过上限，TS及YS都超过上限，外内硬度差低于5HV。

另外，就试验编号16(比较例)而言，耐SSC性也劣化。其理由据认为是因为：由于在造管后进行了回火，因此在母材部的金属组织中包含有马氏体。

试验编号9、10及15都是TS及YS超过上限的比较例，试验编号25及26是TS及YS低于下限的比较例。

就试验编号26(比较例)而言，虽然母材部的内表层的最高维氏硬度为248HV以下，但由于外内硬度差低于5HV，因而虽然耐SSC性优异，但TS及YS低于下限。

日本专利申请2016-068749的公开其整体通过参照而纳入本说明书中。

本说明书中记载的全部文献、专利申请及技术标准与具体且分别地记载了各个文献、专利申请及技术标准通过参照而纳入的情况相同程度地通过参照而纳入本说明书中。

Claims

1.一种线管用轧制状态电焊钢管，其包含母材部及电阻焊接部，

所述母材部的化学组成以质量％计包含：

C：0.01～0.10％、

Si：0.01～0.40％、

Mn：0.50～2.00％、

P：0～0.030％、

S：0～0.0015％、

Al：0.010～0.050％、

N：0.0030～0.0080％、

Nb：0.010～0.050％、

Ti：0.005～0.020％、

Ni：0～0.20％、

Mo：0～0.20％、

Ca：0～0.0050％、

Cr：0～1.00％、

V：0～0.100％、

Cu：0～1.00％、

Mg：0～0.0050％、

REM：0～0.0100％、以及

剩余部分：由Fe及杂质构成，

在所述母材部的金属组织中，多边形铁素体的面积率为80％～98％，剩余部分由贝氏体及珠光体中的至少一者构成，

所述母材部的内表层的最高维氏硬度为248HV以下，并且比所述母材部的外表层的最高维氏硬度小5HV以上。

2.根据权利要求1所述的线管用轧制状态电焊钢管，其中，所述母材部的化学组成以质量％计含有选自Ni：超过0％且为0.20％以下、Mo：超过0％且为0.20％以下、Ca：超过0％且为0.0050％以下、Cr：超过0％且为1.00％以下、V：超过0％且为0.10％以下、Cu：超过0％且为1.00％以下、Mg：超过0％且为0.0050％以下以及REM：超过0％且为0.0100％以下中的1种以上。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的线管用轧制状态电焊钢管，其中，所述母材部的化学组成以质量％计含有选自Ni：0.001～0.20％及Mo：0.1～0.20％中的1种以上。

4.根据权利要求1～权利要求3中任一项所述的线管用轧制状态电焊钢管，其中，所述母材部的化学组成以质量％计含有Ca：0.0005～0.0050％。

5.根据权利要求1～权利要求4中任一项所述的线管用轧制状态电焊钢管，其壁厚为10～25mm，外径为114.3mm～660.4mm。